CC BY
109
anov V. T., Golinski N. M. Kamenchenko S. E., Spirin A. P., Zhuk A. F., Pokrovsky V. V., etc. Perspektivnaya resursos-beregayushchaya tekhnologiya proizvodstva yarovoi pshenitsy (Prospective resource-saving technology of production of spring wheat) : metodicheskie rekomendatsii , Moscow, 2008.
12. Shabaev A. I. Resursosberegayushchie tekhnologii vozdelyvaniya ozimoi pshenitsy v agrolandshaftakh Povolzh'ya (Resource-saving technologies of winter wheat cultivation in agricultural landscapes of the Volga region), Zemledelie, 2009, No. 4, pp. 13-15.
13. Economics of conservation tillage systems for winter wheat production in Oklahoma / F. Epplin [et al.] // J. Soil Water Conserv, 1983, Vol. 38, No.3, pp. 294-297.
14. Bowen J. Minimum tillage: Fit it to your crops and soils // World Farmg. l982, Vol. 24, No. 3, pp. 6-8.
15. Bacumer K. Tillage effects on root growth and crop yield // Agr. Yield Potentials Continental Klimates, 1991, pp. 57-73.
УДК 631.544.7:635.1
ВЛИЯНИЕ МУЛЬЧИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ НА СУТОЧНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОЧВЫ
А. Л. Латыпова, аспирант;
Т. В. Соромотина, канд. с.-х. наук, профессор,
ФГБОУ ВО Пермская ГСХА,
ул. Петропавловская, 23, г. Пермь, Россия, 614990
Е-mail: kafpererabotka@pgsha.ru
Аннотация. Исследования проводили в УНЦ «Липогорье» Пермской ГСХА в 2011-2014 гг. В качестве мульчирующего материала использовали следующие виды: без мульчи (контроль); торф; пленка полиэтиленовая прозрачная 120 мкр ГОСТ 103-54; пленка полиэтиленовая черная 120 мкр. ОСТ 103-54; укрывной материал белый (Spantex) ТУ 839001 - 75 - 748288-2005 N 60; укрывной материал черный (Spantex) ТУ 839001 - 75 -74 - 8288- 2005 N 60. Наложение пленок и укрывных материалов сплошное, толщина торфа 4 см. Температуру почвы измеряли почвенным термометром в солнечный и пасмурный дни, на глубине 10,20,30 см, через четыре часа -в 7 час., 11 час., 15 час., 19 час., 22 час. В течение вегетации анализировали по 10 солнечных и пасмурных дней. В результате трехлетних исследований установлено, что при покрытии почвы различными мульчирующими материалами она лучше прогревалась, и температурный режим складывался более благоприятный. Среднесуточная температура почвы на глубине 10-30 см варьировала по вариантам опыта в течение дня от 14,6°С до 22,5°С - в солнечный день, от 13,5°С до 19,1°С - в пасмурный. Сильнее почва прогревалась под пленкой полиэтиленовой прозрачной и укрывным белым материалом в солнечные дни. В пасмурные дни различия по вариантам были меньшими.
Ключевые слова: температура почвы, пленка полиэтиленовая прозрачная, укрывной белый материал, мульчирование, торф, прогревание, солнечный день, пасмурный день.
Введение. Тепло - это основной фактор, определяющий сроки и возможность возделывания теплолюбивых овощных культур в открытом грунте. Основным показателем теплового режима является температура на разных глубинах почвенного профиля, которая зависит от климата, рельефа, растительного покрова, агрофизических свойств почвы [6, 8, 12, 13].
Одним из эффективных агротехнических приемов воздействия на тепловой режим почвы является ее мульчирование, которое можно рассматривать как способ тепловой мелиорации почвы, позволяющий регулировать температуру корнеобитаемых слоев почвы. Наибольший эффект от мульчирования можно получить при
выращивании теплолюбивых культур в открытом грунте при посадке их в ранние сроки [1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15].
Методика. Цель исследований - изучить влияние мульчирующих материалов на температурный режим почвы в открытом грунте.
Опыт закладывали на дерново-мелкоподзолистой среднесуглинистой высо-коокультуренной почве в 2012-2014 годах в УНЦ «Липогорье» Пермской ГСХА, в период с мая по сентябрь. В качестве мульчирующих материалов использовали торф, полиэтиленовые пленки - прозрачную 120 мкр ГОСТ 10354 и черную 120 мкр. ОСТ 103-54, укрывные материалы - белый ТУ 839001 - 75 - 748288-
2005 N 60 и черный ТУ 839001 - 75 - 74 -8288-2005 N 60. В качестве контроля был вариант без мульчирования. Наложение мульчирующих материалов сплошное, толщина торфа 4 см.
Результаты. Исследованиями установлено положительное влияние мульчирующих материалов на температурный режим почвы. Температура почвы зависела также от глубины слоя почвы и погодных условий.
При измерении температуры почвы в солнечный день в 7.00 утра ее диапазон по видам мульчирующих материалов на глубине 10 см изменялся от 15,7 до 17,7°С. Лучше прогрелась почва под пленкой полиэтиленовой прозрачной - 17,7°С, что больше по сравнению с контролем на 2,0°С. На 1,3-1,6°С, была теплее почва под укрывными материалами -17,0-17,3°С (рис. 1).
17.00 011.00 115.00 □ 19.00 И 22.00
Без мульчи Торф Пленка п/э Пленка п/э Укрывной Укрывной
прозрачная черная белый черный
Рис. 1. Суточные изменения температуры почвы в зависимости от вида мульчирующего материала, глубина 10 см (солнечный день)
В 11.00 часов утра температура почвы возрастает на 1,1°С в контроле; на 2,2-2,3°С -под торфом и пленкой полиэтиленовой черной; на 1,5-1,7°С - при мульчировании пленкой полиэтиленовой прозрачной и укрывным белым материалом - 19,0-19,3°С, разница по сравнению с контролем - 2,2-2,5°С.
Повышается температура почвы и во второй половине дня (15.00 час), она варьирует по видам мульчирующих материалов от 19,1 до 21,9°С. На 2,8°С была выше температура в варианте с пленкой полиэтиленовой прозрачной, на 1,8°С - в варианте с укрывным белым материалом и пленкой полиэтиленовой черной; на 0,7°С - с торфом.
Максимальные значения температуры почвы были зафиксированы в 19.00 часов - от 20,3°С в контроле - до 21,8-22,5°С при мульчировании пленкой полиэтиленовой прозрач-
ной и укрывным белым материалом, что больше по сравнению с не мульчированным участком на 1,5-2,2°С.
Поздним вечером (22.00 час), когда температура воздуха снижается до 22°С, незначительно снижается и температура почвы - до 19°С на немульчированных участках; до 20,3-20,7°С - при мульчировании пленкой полиэтиленовой прозрачной и укрывным белым материалом.
В течение дня температура почвы на глубине 10 см в контроле варьировала от 15,7 до 20,5°С,в варианте с торфом - от 16,3-20,3°С (прибавка 0,3-1,7°С), с пленкой полиэтиленовой прозрачной - 17,7-22,5°С (прибавка 1,7-2,8°С), с укрывным белым материалом - 17,3-21,8°С (прибавка 1,2-2,2°С), с укрывным черным материалом и пленкой полиэтиленовой черной - от 16,3-21,4°С (прибавка 0,3-1,8°С).
Средняя температура почвы варьировала от 18,2°С - в контроле до 19,9-20,4°С - при мульчировании пленкой полиэтиленовой прозрачной и укрывным белым материалом.
На глубине 20 см температура почвы снижается независимо от времени измерения, однако более высокой она была при мульчировании делянок пленкой полиэтиленовой прозрачной и укрывным белым материалом -
Среднесуточная температура на глубине 20 см изменялась от 18,3 до 19,8°С. На 1,5°С она была больше в варианте с пленкой полиэтиленовой прозрачной.
Хуже прогревалась почва на глубине 30 см. В утренние часы значения температуры почвы по видам мульчирующих материалов варьировали от 14,6 до 18,6°С, наибольшая прибавка к контролю в это время отмечена в вариантах с пленкой полиэтиленовой прозрачной и укрывным белым материалом - 1,7-2,3°С (рис. 3).
В послеобеденное время температура почвы по вариантам опыта варьировала от 17,0 до 19,8°С, прибавка к контролю составила 1,9-2,8°С. В вечернее время колебания температуры почвы были небольшими и отличались от контроля на 0,2-1,4°С (19,1-20,5°С).
16,9-21,8°С, в то время как в контроле она была ниже на 1,0-1,1°С - 15,9-20,7°С.
Максимальными были значения с 15.00 до 19.00 часов - по видам мульчирующих материалов от 19,2 до 21,8°С, в то время как в утренние часы (с 7.00 до 11.00), температура была - 15,7-19,3°С, или меньше на 2,5-3,5°С (рис. 2).
17.00 011.00 Ш 15.00 □ 19.00 0 22.00
Средняя дневная температура изменялась от 17,1 до 18,8-18,9°С.
Средняя дневная температура почвы по горизонтам в солнечный день на делянках без мульчирования варьировала от 18,2-18,3 до 17,1°С; с торфом - с 18,8-18,3 до 17,9°С; при мульчировании пленкой полиэтиленовой прозрачной температура колебалась от 20,4-19,8 до 18,9°С; укрывным белым материалом - от 19,8-19,2 до 18,7°^ при мульчировании пленкой полиэтиленовой черной -от 18,1-18,5 до 18,1°С; укрывным черным материалом - от 19,5-19,1 до 18,6°С.
Среднесуточная температура на глубине 10-30 см варьировала по видам мульчирующих материалов от 17,9°С в контроле до 19,3-19,7°С при мульчировании почвы пленкой полиэтиленовой прозрачной и укрывным белым материалом, превышение составило 1,4-1,8°С.
Без мульчи Торф
Пленка п/э Пленка п/э Укрывной Укрывной прозрачная черная белый черный
Рис. 2. Суточные изменения температуры почвы в зависимости от вида мульчирующего материала, глубина 20 см (солнечный день)
Без мульчи Торф Пленка п/э Пленка п/э Укрывной Укрывной
прозрачная черная белый черный
Рис. 3. Суточные изменения температуры почвы в зависимости
от вида мульчирующего материала, глубина 30 см (солнечный день)
□ 7.00 Ш11.00 115.00
□ 19.00 И 22.00
При измерении температуры почвы в пасмурный день тенденция аналогичная, но показатели температуры были значительно ниже.
Так, на глубине 10 см в 7.00 утра температура изменялась от 14,1 до 16,8°С,
наибольшей она была при мульчировании делянок пленкой полиэтиленовой прозрачной и укрывными материалами (16,3 -16,8°С), что больше по сравнению с немуль-чированными участками на 2,2°С (рис. 4).
2221-
I», я ■ * •
' -м......•
Без мульчи
Торф
Пленка п/э Пленка п/э Укрывной Укрывной прозрачная черная белый черный
Рис. 4. Суточные изменения температуры почвы в зависимости от вида мульчирующего материала, глубина 10 см (пасмурный день)
В период с 15 до 22 часов колебания были небольшими: в контроле - 17,1-17,5°С; в варианте с торфом - 17,8-18,5°С; с пленкой полиэтиленовой прозрачной - 18,6-19,1°С; с укрывными материалами - 18,2-19,0°С. На 1,3-1,6°С почва была теплее в варианте с пленкой полиэтиленовой прозрачной и укрывным материалом белым.
Средняя температура почвы по вариантам опыта изменялась от 16,1°С в контроле до 18,0-18,1°С в вариантах с пленкой полиэтиленовой прозрачной и укрывным белым материалам.
На глубине 20 см температура почвы по сравнению с солнечным днем снижается (рис. 5).
Без Торф Пленка п/э Пленка п/э Укрывной Укрывной
мульчи прозрачная черная белый черный
Рис. 5. Суточные изменения температуры почвы в зависимости от вида мульчирующего материала, глубина 20 см (пасмурный день)
17.00 ^ 11.00 §15.00 □ 19.00 № 22.00
В утренние часы по вариантам опыта ее диапазон варьирует от 13,8-14,3°С - в контроле, до 16,9-17,1°С - в вариантах с пленками полиэтиленовыми и укрывными материалами, что больше на 2,8-3,1°С.
Более высокой была температура почвы с 15.00 до 19.00 часов, по видам мульчирующих материалов она изменялась от 16,9-17,4 до 18,2-19,0°С. В более позднее время температура почвы на 0,2-0,6°С снижается.
В течение дня среднесуточная температура варьировала от 15,9 до 17,4-17,8°С, разница к контролю составляет 1,9-1,5°С.
Измерения температуры почвы на глубине 30 см показывают также ее снижение по вариантам опыта: в утренние часы -до 13,5-16,9°С, в дневное время - до 16,5-17,9°С; вечером - до 16,9-18,5°С (рис. 6).
Средняя температура почвы на глубине 30 см варьировала от 15,6°С - на участках без мульчирования до 16,8-17,2°С - при мульчировании пленкой полиэтиленовой прозрачной и укрывным материалом.
Средняя дневная температура почвы по сравнению с солнечным днем на глубине 10 см снижается на 2,1-2,3°С; на глубине 20 см - на 2,0-2,4°С; на глубине 30 см - на 1,4-1,5°С, соответственно.
Среднесуточная температура в пасмурный день в среднем на глубине 10-30 см была ниже на 2,0-3,7°С по сравнению с солнечной погодой. Диапазон температур составил 15,9-17,6°С.
Без мульчи Торф
Пленка п/э Пленка п/э Укрывной Укрывной прозрачная черная белый черный
Рис. 6. Суточные изменения температуры почвы в зависимости от вида мульчирующего материала, глубина 30 см (пасмурный день)
Выводы. Таким образом, лучше прогревается почва в солнечный день при мульчировании ее пленкой полиэтиленовой прозрачной и укрывным белым материалом, температура в этих вариантах была выше на 1,4-3,0°С, по сравнению с контролем.
При покрытии почвы пленкой полиэтиленовой прозрачной солнечные лучи проникают через нее и непосредственно нагревают почву. Основная часть солнечной радиации поглощается конденсатом, находящимся на ее нижней
стороне, а воздушная прослойка препятствует остыванию почвы, что приводит к лучшему ее прогреванию [4,5].
При мульчировании почвы укрывным материалом лучистая энергия солнца в большей степени проникает через рыхлую структуру ткани и поглощается поверхностью почвы, а прослойка воздуха препятствует обратному излучению тепла, что приводит к более глубокому ее прогреванию [2,3,7].
Литература
1. Бесчеревных В. А. Мульчирование почвы полимерными материалами. / В.А. Бесчеревных // Химия в сельском хозяйстве. 1986. Т. 24. № 9. С. 39-41.
2. Вишнякова Н. М. Микроклимат и урожай при мульчировании почвы под пленкой. Ленинград: Гидрометео-издат, 1974. 79 с.
3. Геннель С. В., Гуля В.Е. Полимерные пленки для выращивания и хранения плодов и овощей. М. : Химия, 1985. 155 с.
4. Гончарук Н. С. Полимеры в овощеводстве. М. : Колос, 1971. 264 с.
5. Козулина М. Н. Мульчирование почвы пленкой // Картофель и овощи. 1978. № 7. С. 20-21.
6. Лебедева А. Т. Мульчирование почвы // Картофель и овощи. 2003. № 2. С. 17-18.
7. Михайлина В. И. Применение пластмассовых пленок для мульчирования почвы // Сельское хозяйство за рубежом. 1974. № 3. С. 6-8.
8. Пащенко Т. Е. Полимерные пленки в овощеводстве. М. : Колос, 1967. С.3-11.
9. Роу-Даттон П. Мульчирование овощных культур. М. : Сельхозиздат, 1960. 246 с.
10. Тараканов Т. И. Полимерные пленки в овощеводстве. М. : Колос, 1967. 89 с.
11. Траннуа П. Мульчирование // Сад и огород. 2006. № 4. С.28.
12. Чеботарь Л. Г. Мульчирование почвы повышает урожай огурца // Картофель и овощи. 2006. № 3. С. 7-8.
13. Ibarra L. Flores J., Diaz-Perez J.C. Growth and yield of muskmelon in response to plastic mulch and roncovers // Sc. Hortic, 2001. vol. 87. n. 112. P. 139-145.
14. Tarara J. M. Microclimate modification with plastic mulch // Hort science. 2000. vol. 35. n. 2. P. 169-180.
15. Alessi J, Power J.F. Corn Emergence in Relation to Soil Temperature and seeding depth // Agronomy journal. 1971. Vol. 63.
INFLUENCE OF MULCH STUFF ON DAYLY SOIL TEMPERATURE CHANGE
A. L. Latypova, Post-Graduate Student; T. V. Soromotina, Cand. Agr. Sci., Professor, Perm State Agricultural Academy, 23 Petropavlovskaya St., Perm 614990 Russia E-mail: kafpererabotka@pgsha.ru
ABSTRACT
The investigations were carried out in the training and research center Lipogorie at the Perm State Agricultural Academy in 2011-2014. As mulch stuff following types were used: without mulch (control); peat; transparent polythene 120 mcr GOST 103-54; black polythene 120 mcr OST 103-54; white weedmat (Spantex) TC 839001 - 75 - 748288-2005 N 60; black weedmat (Spantex) TC 839001 - 75 -74 - 8288- 2005 N 60. Polythene and weedmat covering was continuous, peat layer constituted 4 cm. Soil temperature was measured by soil thermometer in sunny and overcast days at the depth of 10,20,30 cm, every four hours - at 7am, 11am., 3pm, 7pm, 10pm. Ten sunny and overcast days were analyzed during vegetation. Three-year experiment results show that soil is warmed better when covered with different mulch stuff, and temperature mode is more favorable. Average soil temperature at the depth of 10-30 cm varied in experiment during the day from 14.6°C to 22.5°C - in a sunny day, from 13.5°C to 19.1°C - in an overcast day. Soil was heated more under transparent polythene and white weedmat in sunny days. In overcast days the difference in variants was lower. Key words; soil temperature, transparent polythene, white weedmat, mulch, peat, heating, sunny day, overcast day.
References
1. Bescherevnykh V.A., Mul'chirovanie pochvy polimernymi materialami (Polymeric stuff for soil mulching), V.A. Bescherevnykh, Khimiya v sel'skom khozyaistve, 1986, T. 24, No. 9, pp. 39-41.
2. Vishnyakova N.M., Mikroklimat i urozhai pri mul'chirovanii pochvy pod plenkoi (Microclimate and yield when soil mulched with polythene), Leningrad: Gidrometeoizdat, 1974, 79 p.
3. Gennel' S.V., Gulya V.E. Polimernye plenki dlya vyrashchivaniya i khraneniya plodov i ovoshchei (Polymeric foil for growing and storing fruit and vegetables), Moscow: Khimiya, 1985, 155 p.
4. Goncharuk N.S., Polimery v ovoshchevodstve (Polymeric stuff in vegetable growing), Moscow: Kolos, 1971, 264 p.
5. Kozulina M.N., Mul'chirovanie pochvy plenkoi (Polythene soil mulch), Kartofel' i ovoshchi, 1978, No. 7, pp. 20-21.
6. Lebedeva A.T., Mul'chirovanie pochvy (Soil mulch), Kartofel' i ovoshchi, 2003, No. 2, pp. 17-18.
7. Mikhailina V.I., Primenenie plastmassovykh plenok dlya mul'chirovaniya pochvy (Use of plastic foil for soil mulch), Sel'skoe khozyaistvo za rubezhom, 1974, No. 3, pp. 6-8.
8. Pashchenko T.E., Polimernye plenki v ovoshchevodstve (Polymeric foil in vegetable growing), Moscow: Kolos, 1967, pp .3-11.
9. Rou-Datton P. Mul'chirovanie ovoshchnykh kul'tur (Vegetable crops mulch), Moscow: Sel'khozizdat, 1960, 246 p.
10. Tarakanov T.I., Polimernye plenki v ovoshchevodstve (Polymeric foil in vegetable growing), Moscow: Kolos, 1967, 89 p.
11. Trannua P., Mul'chirovanie (Mulch), Sad i ogorod,. 2006, No. 4, P. 28.
12. Chebotar' L.G., Mul'chirovanie pochvy povyshaet urozhai ogurtsa (Soil mulch increases cucumber yields), Kartofel' i ovoshchi, 2006, No. 3, pp. 7-8.
13. Ibarra L. Flores J., Diaz-Perez J.C., Growth and yield of muskmelon in response to plastic mulch and roncovers // Sc. Hortic, 2001. vol. 87. n. 112. pp. 139-145.
14. Tarara J.M., Microclimate modifisation with plastic mulch // Hort science. 2000. vol. 35. n. 2. P. 169-180.
15. Alessi J, Power J.F., Corn Emergence in Relation to Soil Temperature and seeding depth // Agronomy journal. 1971. Vol. 63.
